CN108527872A - 一种极坐标与直角坐标相结合的高精度3d打印机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种极坐标与直角坐标相结合的高精度3D打印机，包括二维极坐标机构和三维直角坐标机构，前述两者的中心在同一轴线上，同时，二维极坐标机构和三维直角坐标机构的xy平面互相平行，还包括位于二维极坐标机构内的打印台，以及位于三维直角坐标机构内的打印喷头；本发明可以实现对打印物体的曲线进行高精度拟合，同时两个机构的同时运动，大大提高了打印机打印速率。

Description

一种极坐标与直角坐标相结合的高精度3D打印机
技术领域
本发明涉及一种极坐标与直角坐标相结合的高精度3D打印机，属于高精度3D打印机技术领域。
背景技术
现有的3D打印技术大多采用三维直角坐标系进行打印，打印出模型曲线部分精度低，特别是在打印圆弧形模型时会有明显额棱角感，对表面质量影响较大，主要是因为传统打印机将圆弧曲线按照短线段进行打印的后果，而且打印速率慢。
发明内容
本发明提供一种极坐标与直角坐标相结合的高精度3D打印机，可以实现对打印物体的曲线进行高精度拟合，同时两个机构的同时运动，大大提高了打印机打印速率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种极坐标与直角坐标相结合的高精度3D打印机，包括二维极坐标机构和三维直角坐标机构，前述两者的中心在同一轴线上，同时，二维极坐标机构和三维直角坐标机构的xy平面互相平行，还包括位于二维极坐标机构内的打印台，以及位于三维直角坐标机构内的打印喷头；
前述的二维极坐标机构通过移动打印台实现打印旋转中心的移动；
前述的三维直角坐标机构通过调整打印喷头实现打印半径的调整；
作为本发明的进一步优选，
前述的三维直角坐标机构包括布设在同一水平面且顺次连接构成正方形结构的打印喷头驱动电机导轨，在正方形结构的中心位置布设打印喷头，在打印喷头x轴方向的两侧分别安装打印喷头x向驱动螺杆，同时，打印喷头x向驱动螺杆与打印喷头驱动电机导轨连接处安装打印喷头x向驱动电机，在打印喷头y轴方向的两侧分别安装打印喷头y向驱动螺杆，同时，打印喷头y向驱动螺杆与打印机驱动电机导轨连接处安装打印喷头y向驱动电机；
在由打印喷头驱动电机导轨构成的正方形结构的其中两个角交接处沿着z轴方向分别安装打印喷头z向驱动螺杆；
前述的二维极坐标机构包括布设在同一水平面且顺次连接构成正方形结构的打印台驱动电机导轨，在正方形结构的中心位置布设打印台旋转驱动电机，其转轴上固定连接打印台，在打印台x轴向方向的两侧分别安装打印台x向驱动螺杆，同时，打印台x向驱动螺杆与打印台驱动电机导轨连接处安装打印台x向驱动电机，在打印台y轴方向的两侧分别安装打印台y向驱动螺杆，同时，打印台y向驱动螺杆与打印台驱动电机导轨连接处安装打印台y向驱动电机；
在由打印台驱动电机导轨构成的正方形结构的其中两个角交接处分别与打印喷头z向驱动螺杆的底端连接，同时其中两个角交接处安装打印喷头z向驱动电机；
作为本发明的进一步优选，
在打印台旋转驱动电机的x轴方向、y轴方向分别开设用于安装打印台x向驱动螺杆、打印台y向驱动螺杆的且相互垂直的螺纹孔；
作为本发明的进一步优选，
在打印喷头内的x轴方向、y轴方向分别开设用于安装打印喷头x向驱动螺杆、打印喷头y向驱动螺杆的且相互垂直的螺纹孔；
作为本发明的进一步优选，
在其中一条打印喷头驱动电机导轨的两端分别开设用于安装打印喷头z向驱动螺杆的螺纹孔。
通过以上技术方案，相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明通过二维平面坐标机构移动打印旋转中心，通过三维直角坐标机构调整打印半径，打印机切片程序可以通过这两种移动方式对打印物体的曲线进行高精度拟合；
二维平面坐标机构和三维直角坐标机构两个机构可以同时运动，大大提高了打印机打印速率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的优选实施例的整体结构示意图。
图中：1.1 为打印喷头x向驱动电机，1.2 为打印喷头x向驱动螺杆，2.1为打印喷头y向驱动电机，2.2为打印喷头y向驱动螺杆，3.1为打印喷头z向驱动电机，3.2为打印喷头z向驱动螺杆，4.1 为打印台x向驱动电机，4.2为打印台x向驱动螺杆，5.1为 打印台y向驱动电机，5.2为打印台y向驱动螺杆，1-2为打印喷头驱动电机导轨，3-4 为打印台驱动电机导轨，6为打印台旋转驱动电机， 7为打印台， 8为打印喷头。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，本发明包括以下特征部件：1.1 为打印喷头x向驱动电机，1.2 为打印喷头x向驱动螺杆，2.1为打印喷头y向驱动电机，2.2为打印喷头y向驱动螺杆，3.1为打印喷头z向驱动电机，3.2为打印喷头z向驱动螺杆，4.1 为打印台x向驱动电机，4.2为打印台x向驱动螺杆，5.1为 打印台y向驱动电机，5.2为打印台y向驱动螺杆，1-2为打印喷头驱动电机导轨，3-4 为打印台驱动电机导轨，6为打印台旋转驱动电机， 7为打印台， 8为 打印喷头。
本发明的一种极坐标与直角坐标相结合的高精度3D打印机，包括二维极坐标机构和三维直角坐标机构，前述两者的中心在同一轴线上，同时，二维极坐标机构和三维直角坐标机构的xy平面互相平行，还包括位于二维极坐标机构内的打印台，以及位于三维直角坐标机构内的打印喷头；
前述的二维极坐标机构通过移动打印台实现打印旋转中心的移动；
前述的三维直角坐标机构通过调整打印喷头实现打印半径的调整；
作为本发明的进一步优选，
前述的三维直角坐标机构包括布设在同一水平面且顺次连接构成正方形结构的打印喷头驱动电机导轨，在正方形结构的中心位置布设打印喷头，在打印喷头x轴方向的两侧分别安装打印喷头x向驱动螺杆，同时，打印喷头x向驱动螺杆与打印喷头驱动电机导轨连接处安装打印喷头x向驱动电机，在打印喷头y轴方向的两侧分别安装打印喷头y向驱动螺杆，同时，打印喷头y向驱动螺杆与打印机驱动电机导轨连接处安装打印喷头y向驱动电机；
在由打印喷头驱动电机导轨构成的正方形结构的其中两个角交接处沿着z轴方向分别安装打印喷头z向驱动螺杆；
前述的二维极坐标机构包括布设在同一水平面且顺次连接构成正方形结构的打印台驱动电机导轨，在正方形结构的中心位置布设打印台旋转驱动电机，其转轴上固定连接打印台，在打印台x轴向方向的两侧分别安装打印台X向驱动螺杆，同时，打印台x向驱动螺杆与打印台驱动电机导轨连接处安装打印台x向驱动电机，在打印台y轴方向的两侧分别安装打印台y向驱动螺杆，同时，打印台y向驱动螺杆与打印台驱动电机导轨连接处安装打印台y向驱动电机；
在由打印台驱动电机导轨构成的正方形结构的其中两个角交接处分别与打印喷头z向驱动螺杆的底端连接，同时其中两个角交接处安装打印喷头Z向驱动电机；
作为本发明的进一步优选，
在打印台旋转驱动电机的x轴方向、y轴方向分别开设用于安装打印台x向驱动螺杆、打印台y向驱动螺杆的且相互垂直的螺纹孔；
作为本发明的进一步优选，
在打印喷头内的x轴方向、y轴方向分别开设用于安装打印喷头x向驱动螺杆、打印喷头y向驱动螺杆的且相互垂直的螺纹孔；
作为本发明的进一步优选，
在其中一条打印喷头驱动电机导轨的两端分别开设用于安装打印喷头z向驱动螺杆的螺纹孔。
打印台x向驱动螺杆和打印台y向驱动螺杆分别在打印台x向驱动电机和打印台y向驱动电机的驱动下进行旋转，通过带动打印台x方向与y方向的水平运动调整旋转中心位置。
上述的三维直角坐标机构，其与传统的三维直角坐标3D打印机机构原理相同，打印喷头x向驱动螺杆和打印喷头y向驱动螺杆分别在打印喷头x向驱动电机和打印喷头y向驱动电机的驱动下进行旋转，从而带动打印喷头x方向与y方向的水平运动；打印喷头z向驱动螺杆和打印喷头z向驱动电机分别设置2个，打印喷头z向驱动电机带动打印喷头z向驱动螺杆旋转，从而带动打印喷头z方向的竖直运动。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本申请中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。
本申请中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (5)

1.一种极坐标与直角坐标相结合的高精度3D打印机，其特征在于：包括二维极坐标机构和三维直角坐标机构，前述两者的中心在同一轴线上，同时，二维极坐标机构和三维直角坐标机构的xy平面互相平行，还包括位于二维极坐标机构内的打印台，以及位于三维直角坐标机构内的打印喷头；
前述的二维极坐标机构通过移动打印台实现打印旋转中心的移动；
前述的三维直角坐标机构通过调整打印喷头实现打印半径的调整。
2.根据权利要求1所述的极坐标与直角坐标相结合的高精度3D打印机，其特征在于：
前述的三维直角坐标机构包括布设在同一水平面且顺次连接构成正方形结构的打印喷头驱动电机导轨，在正方形结构的中心位置布设打印喷头，在打印喷头x轴方向的两侧分别安装打印喷头x向驱动螺杆，同时，打印喷头x向驱动螺杆与打印喷头驱动电机导轨连接处安装打印喷头x向驱动电机，在打印喷头y轴方向的两侧分别安装打印喷头y向驱动螺杆，同时，打印喷头y向驱动螺杆与打印机驱动电机导轨连接处安装打印喷头y向驱动电机；
在由打印喷头驱动电机导轨构成的正方形结构的其中两个角交接处沿着z轴方向分别安装打印喷头z向驱动螺杆；
前述的二维极坐标机构包括布设在同一水平面且顺次连接构成正方形结构的打印台驱动电机导轨，在正方形结构的中心位置布设打印台旋转驱动电机，其转轴上固定连接打印台，在打印台x轴向方向的两侧分别安装打印台X向驱动螺杆，同时，打印台x向驱动螺杆与打印台驱动电机导轨连接处安装打印台x向驱动电机，在打印台y轴方向的两侧分别安装打印台y向驱动螺杆，同时，打印台y向驱动螺杆与打印台驱动电机导轨连接处安装打印台y向驱动电机；
在由打印台驱动电机导轨构成的正方形结构的其中两个角交接处分别与打印喷头z向驱动螺杆的底端连接，同时其中两个角交接处安装打印喷头z向驱动电机。
3.根据权利要求2所述的极坐标与直角坐标相结合的高精度3D打印机，其特征在于：在打印台旋转驱动电机的x轴方向、y轴方向分别开设用于安装打印台x向驱动螺杆、打印台y向驱动螺杆的且相互垂直的螺纹孔。
4.根据权利要求2所述的极坐标与直角坐标相结合的高精度3D打印机，其特征在于：在打印喷头内的x轴方向、y轴方向分别开设用于安装打印喷头x向驱动螺杆、打印喷头y向驱动螺杆的且相互垂直的螺纹孔。
5.根据权利要求2所述的极坐标与直角坐标相结合的高精度3D打印机，其特征在于：在其中一条打印喷头驱动电机导轨的两端分别开设用于安装打印喷头z向驱动螺杆的螺纹孔。
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